[实用新型]一种透镜片及激光投影装置

说明书

本公开是关于一种透镜片，位于缩束光路的出光端，该透镜片包括球形凹面和柱形面。该球形凹面位于上述透镜片的入光侧，与该缩束光路中的其他透镜片配合对入射的圆形光束进行会聚。该柱形面位于上述透镜片的出光侧，包括第一截面和第二截面，该第一截面出光方向的曲率半径比该第二截面出光方向的曲率半径大至少10mm。使得原来圆形的激发光斑改变为椭圆形光斑。一方面增加了荧光粉的激发光斑面积，使荧光轮可承受更高的激发光功率，另一方面，可有效利用光棒原未利用的面积，增加了光路的荧光收光量。

技术领域

本实用新型涉及激光显示技术领域，尤其涉及一种透镜片及激光投影装置。

背景技术

在激光显示的相关技术中，激发光照射在荧光粉上的光斑一般都是圆形，所激发出的荧光光斑也是圆形，上述激发光或者荧光的圆形光斑需要经过光棒匀化之后再照射到光学芯片上。为了与光学芯片的尺寸比例保持一致，光棒的横截面一般为长方形，因此其入光口也为长方形，图1为本实用新型相关的现有技术中圆形光斑入射至光棒入光口的示意图，如图1所示，圆形光斑通过长方形的入光口照射入光棒会造成光棒的长边方向上有部分面积没有光线进入，造成部分光学扩展量被浪费，光棒所输出的光通量最高阈值也受到限制。

尤其是随着目前市场对投影亮度的要求越来越高，相关技术中一般都通过增加光棒输出的光通量来提高投影亮度，而增加光棒输出光通量的方法一般为增加激发光的功率，并试图以此增加荧光的激发效率。

但是，激发光功率的增大不是无限的，达到荧光粉的光功率密度阈值后，荧光激发效率会大大下降。为此，相关技术中试图一方面增大激发光的功率，一方面增大激发光的光斑圆形面积，以此来保证激发光的光功率密度不会超过荧光粉的光功率密度阈值。

但是由于光棒的尺寸受光学芯片所限,在激发光或荧光的光斑圆形面积增大的情况下，光棒入光口面积却不能变，会导致圆形光斑在光棒短边方向上有部分面积未能进入光棒，即造成光路的有效接收效率降低。仍然无法起到增加光棒的光学扩展量从而提高投影亮度的作用。

发明内容

为了解决在激发光缩束过程中圆形光斑在光棒短边方向上有部分面积未能进入光棒，造成光路的有效接收效率降低的问题，本实用新型提供了一种透镜片及激光投影装置。

一方面，本实用新型提供的一种透镜片，应用于缩束光路中，包括球形凹面和柱形面；该球形凹面位于上述透镜片的入光侧，该柱形面位于上述透镜片的出光侧，包括互相垂直的第一截面和第二截面，该第一截面出光方向的曲率半径R₁比该第二截面出光方向的曲率半径R₂大至少10mm。

可选地，第二截面出光方向的曲率半径R₂满足：0mm≤R₂＜990mm；第一截面出光方向的曲率半径R₁满足：10mm＜R₁≤1000mm。

可选地，该柱形面上设置有菲涅尔透镜层。

可选地，该透镜片是一体成型或者由包含有上述球形凹面的第一部分和包含有上述柱形面的第二部分贴合组成。

另一方面，本实用新型还提供了一种激光投影装置，包含应用了上述任一项透镜片的缩束光路、光棒，该光棒的入光口为长方形，该透镜片中的第一截面出光方向与该光棒入光口的长边方向对应；该透镜片中的第二截面出光方向与该光棒入光口的短边方向对应。

可选地，该激光投影装置还包括扩散片，位于缩束光路与光棒之间，该扩散片包括N个微结构，用于对入射的光束进行扩散（N≥10且N为正整数），该微结构的第三截面和第四截面互相垂直，该第四截面出光方向的扩散角度β比该第三截面出光方向的扩散角度α大至少0.3°；且，该第三截面出光方向与光棒入光口的短边方向对应，该第四截面出光方向与光棒入光口的长边方向对应。